基于UG的复合型零件数控铣削加工（毕业论文）(5)

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（2）用夹具装夹

夹具是用以装夹工件（和引导刀具）的装置。数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求，一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能保证零件与机床坐标系之间的准确尺寸关系。依据零件毛料的状态和数控机床的安装要求，应选取能保证加工质量、满足加工需要的夹具。除此之外，还要考虑以下几点：

①当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间，节省生产费用。在成批生产时可以考虑采用专用夹具，同时要求夹具的结构简单。

②装夹零件要方便可靠，避免采用占机人工调整的装夹方式，以缩短辅助时间，尽量采用液压、气动或多工位夹具，以提高生产效率。

③在数控机床上使用的夹具，要能够安装准确，能保证工件和机床坐标系的相对位置和尺寸，力求设计基准、工艺基准与编程原点统一，以减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量。

④尽量减少装夹次数，做到一次装夹后完成全部零件表面的加工或大多数表面的加工，以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置精度，达到充分提高数控机床效率的目的。 （3）工件的定位

工件定位，就是要使工件在夹具中占据某个确定的正确加工位置。 ①六点定位原理

工件在空间有六个自由度，即沿X、Y、Z三个坐标方向的移动自由度和绕X、Y、Z三个移动轴的旋转自由度A、B、C，如图3-3所示。

要确定工件在空间的位置，需要按一定的要求安排六个支撑点也就是通常所说的定位元件，以限制加工工件的自由度，这就是工件定位的“六点定位原理”。需要指出的是，工件形状不同，定位表面不同，定位点的布置情况也各不相同。

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图3-3 工件在空间的六个自由度

②限制自由度与工件加工要求的关系

根据工件加工表面的不同加工要求，有些自由度对加工要求有影响，有些自由度对加工要求无影响，对加工要求有影响的自由度必须限制，而不影响加工要求的自由度不必限制。

③完全定位与不完全定位

工件的六个自由度都被限制的定位成为完全定位，工件被限制的自由度少于六个，但不影响加工要求的定位，成为不完全定位，完全定位和不完全定位是实际加工中工件最常用的定位方式。

④工件安装的基本原则

在数控机床上工件安装的原则与普通机床相同，也要合理地选择定位基准和夹紧方案。为了提高数控机床的效率，在确定定位基准与夹紧方案时应注意以下几点：

a)力求设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一。

b)尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位和装夹后就能加工出全部待加工表面。

c)避免采用占机调整式方案，以充分发挥数控机床的效能。 （4）工件的夹紧

金属切削加工过程中，为保证工件定位时确定的正确位置，防止工件在切削力、离心力、惯性力或重力等作用下产生位移和振动，必须将工件夹紧。这种保证加工精度和安全生产的装置称为夹紧装置。

①对夹紧的基本要求

a)工件在夹紧过程中，不能改变工件定位后所占据的正确位置。

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b)夹紧力的大小适当，既要保证工件在加工过程中的位置不能发生任何变动，又要使工件不产生大的夹紧变形；同时也要使得加工振动现象尽可能小。

c)操作方便、省力、安全。

d)夹紧装置的自动化程度及复杂程度，应与工件的批量大小相适应。 ②夹紧力方向和夹紧点的确定

a)夹紧力应尽可能朝向主要定位基准，这样可以保证夹紧工件时不破坏工件的定位，影响工件的加工精度要求。

b)夹紧力方向应有利于减少夹紧力，要求能够在最小的夹紧力作用下，完成零件的加工过程。

c)夹紧力的作用点应选在工件刚性较好的方向和方位上，这一原则对刚性较差的零件特别重要，可以保证零件的夹紧变形量最小。

d)夹紧力作用点应尽量靠近零件的加工表面，保证主要夹紧力的作用点与加工表面之间的距离最短，可有效提高零件装夹的刚性，减少加工过程中的振动。

e)夹紧力的作用方向应在定位支撑的有效范围内，不破坏零件的定位要求。 3.3机床及工艺装备的选择

在对机床的选择中，我们应该考虑一些因素：

（1）机床规格应与工件的外形尺寸相适应，及大件用大机床，小件用小机床。

（2）机床精度应与工件加工精度要求相适应。 （3）机床的生产效率应与工件的生产类型相适应。

在确定数控机床加工时应注意不同类型的零件应选用不同的机床，该零件属于组合件。本零件选择大连数控铣床XD-40，而数控系统是使用FANUC 0i Mate-MB。由于选择的是铣床，加工坐标系容易产生偏差，所以在加工中对刀要特别注意对刀精度。 3.3.1夹具的选择

机床夹具的种类很多，按使用的机床类型分为车床夹具、铣床夹具、钻床

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夹具、镗床夹具、加工中心夹具等。而按专门化程度划分来说，该零件使用的是立式加工中心。零件又属于平面类零件，应使用通用夹具，通用夹具是已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹具。这里我们使用的是精密平口虎钳，型号为CV-160V，适用于铣床、立式加工中心。参数如下：钳口宽度B为160mm左右,钳口高度H为63mm，钳口最大张开度L为200mm，定位键槽宽度A为18mm。 3.3.2刀具选择

选择合适的刀具和参数，对于金属切削加工，能起到事半功倍的效果。刀具材料选用硬质合金，钻头和铰刀选用高速钢。且切削速度比高速钢高4~10倍，但其冲击韧性与抗拉强度远比高速钢差。而铣刀种类繁多，在使用时要根据加工部位、表面粗糙度、精度等来选用，根据图形的精度和加工部位来看，所选刀具卡见附录。

φ12整体合金刀具为精加工用刀具，一般情况下不做粗加工，如果加工中出现尖叫，或者是连续冲击声，这种现象表明切削参数选用不合理，充分冷却在整个过程中是必不可少的。

φ32的立铣刀应采用侧固刀柄，φ25内螺纹孔单刃镗刀应采用侧固刀柄或强力弹簧夹套刀柄；φ20的立铣刀应采用强力弹簧夹套刀柄；φ16H的铰刀应采用弹簧夹套刀柄；φ12整体硬质合金立铣刀和φ8球头刀可采用热装刀柄；φ11钻头和φ14扩孔钻应采用弹簧夹套刀柄。

对于刀具使用，要兼顾粗、精加工分开原则，防止精加工刀具尽早磨损。机夹立铣刀，由于有螺旋升角，铣刀侧刃直线性不好，不适合精加工。整体硬质合金刀侧刃直线性好，精度高，适合精加工使用，粗加工阶段，应尽可能不用φ12的整体硬质合金铣刀，以备精加工使用。

φ32立铣刀，用于平面粗、精加工，外轮廓粗加工，M42×1.5螺纹底孔铣孔。

φ20立铣刀，用于内外轮廓半精加工，腔槽底面精加工，M42×1.5螺纹底孔粗铣。

?0.018φ12整体硬质合金立铣刀，用于内外轮廓精加工2-φ160，铰前精加工，

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M42×1.5螺纹底孔精加工。

φ8球头刀，用于圆弧面加工。

?0.018φ11钻头，用于预钻2-φ160孔和φ12孔。 ?0.018φ14扩孔钻，用于扩2-φ160孔。 ?0.018φ16H7铰刀，用于铰2-φ160孔。

φ25镗刀，用于螺纹加工。 3.4确定工艺路线 （1）工序的划分

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